Диссертация (1026060), страница 19
Текст из файла (страница 19)
5.15).Рис. 5.15. Внешний вид антропоморфного макета ноги в уставном ботинкеРезультаты испытаний представлены в Таблице 22.Таблица 22.0,46ПесокногиМодельноги341,73455,63455,6389104,5 0,020 0,633(м/с)3Модель7Суммарная скоростьПесок6Скорость отскока (м/с)0,46ноги5Высота отскока (м)2Модель(м/с)Внедрение (см)ПесокСкорость падения0,46Усилие в пружине (кг)1(мм)4Показания датчикаОбъект испытания3(м)2Высота сброса1№ СбросаПоверхностьРезультаты испытаний второй серии сброса антропоморфного макета ноги113,630,033 0,813,811,5 0,027 0,723,72187Таблица 22 – продолжение12340,82Песок50,82Песок60,82Песок70,82Песок81,27Песок91,27Песок101,27Песок111,27Песок121,84Песок131,84Песок141,84Песок152,5Песок162,5Песок4МодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельногиМодельноги5678910119125,141,5 0,087 1,305,3015208,640,5 0,120 1,535,53--40,5 0,200 1,985,9821292,040,5 0,153 1,735,73--50,5 0,207 2,017,0120278,150,5 0,207 2,017,0119264,250,5 0,200 1,986,9819264,250,5 0,213 2,057,0522305,9610,233 2,148,1415208,6610,167 1,817,8128389,3610,433 2,928,9228389,3710,400 2,809,8026361,571,5 0,320 2,519,51188Таблица 22 – продолжение123172,5Песок180,46Песок190,46200,46210,46220,82230,82240,82251,27261,27271,27281,84291,844МодельногиМодельногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммноги56789101131431,071,5 0,480 3,0710,07797,330,3 0,060 1,084,08569,53-0,096 1,374,37683,43-0,075 1,214,21569,53-0,116 1,514,5111152,94-0,034 0,824,8211152,94-0,137 1,645,6411152,94-0,137 1,645,6414194,75-0,212 2,047,0415208,65-0,212 2,047,0415208,65-0,205 2,017,0117236,46-0,246 2,208,2020278,16-0,260 2,268,26189Таблица 22 – продолжение12301,84312,5322,5332,53435363738390,460,460,821,271,841,8434Сталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А3Модель8 ммногиСталь А38 ммСталь А38 ммСталь А38 ммСталь А38 ммСталь А38 ммСталь А38 мм56789101118250,36-0,390 2,778,7725347,67-0,445 2,959,9530417,17-0,417 2,869,8631431,07-0,411 2,849,8418250,33-0,219 2,075,0717236,43-0,260 2,265,2626361,54-0,438 2,936,9330417,15-0,623 3,498,4935486,66-0,855 4,1010,1035486,66-0,828 4,0310,03Модельноги вботинкеМодельноги вботинкеМодельноги вботинкеМодельноги вботинкеМодельноги вботинкеМодельноги вботинке190Таблица 22 – продолжение1404122,52,534Сталь А38 мм6789101148667,47-1,013 4,4611,4642584,07-1,033 4,5011,5016222,530,3 0,205 2,015,0121292,040,3 0,322 2,516,5126361,550,3 0,390 2,777,7733458,860,4 0,677 3,649,6439542,370,4 0,759 3,8610,86Модельноги вботинкеСталь А38 мм5Модельноги вботинкеМодель420,46Песокноги вботинкеМодель430,82Песокноги вботинкеМодель441,27Песокноги вботинкеМодель451,84Песокноги вботинкеМодель462,5Песокноги вботинкеТретьясерияиспытанийпроводиласьаналогичновторой.Однакодополнительно было установлено 2 датчика ускорения другой марки: датчик АП31 №2014 («Глобал тест» Саров) (Рис.
5.16, а) установлен на весовом цилиндре,имитирующем недостающую массу голени и половину массы бедра, датчик АП31 №2011 («Глобал тест» Саров) установлен на стопе, как показано на191Рис. 5.16, б. Для регистрации сигнала используется усилитель СА-2614 №4906(«Центр АЦП» Москва), АЦП Е-14-440 («L-card» Москва), а также ноутбук сустановленным специальным программным обеспечением.а)б)в)Рис. 5.16.
Внешний вид антропоморфного макета ноги с подключеннымидатчиками: на весовом цилиндре (а), на стопе (б), АМН в сборе на копровомстенде (в)Результаты испытаний представлены в Таблице 23.После проведения стендовых испытаний антропоморфный макет ноги былиспользован для определения осевого усилия при испытаниях образца СЗАТ.Установка макетов показана на Рис. 4.44, б, а результаты измерений в Таблице 18.192Таблица 23.Скорость отскока (м/с)7891010,46ПесокМодель ноги10139,030,40,071,24,220,46ПесокМодель ноги10139,030,40,081,34,330,46ПесокМодель ноги14194,730,50,081,34,340,82ПесокМодель ноги17236,440,60,132,0650,82ПесокМодель ноги18250,340,60,182,36,360,82ПесокМодель ноги17236,440,60,172,36,371,27ПесокМодель ноги26361,550,80,293,0881,27ПесокМодель ноги18250,350,70,162,27,291,27ПесокМодель ноги25347,650,70,182,37,310 1,84ПесокМодель ноги30417,160,90,383,39,311 1,84ПесокМодель ноги29403,260,90,453,79,712 1,84ПесокМодель ноги16222,560,80,162,28,2132,5ПесокМодель ноги34472,771,50,584,111,1142,5ПесокМодель ноги30417,171,50,443,610,6152,5ПесокМодель ноги33458,871,60,513,910,9Модель ноги10139,03-0,081,54,5Модель ноги569,53-0,121,94,916 0,4617 0,46Сталь А3 8ммСталь А3 8мм(м/с)Высота отскока (м)6Суммарная скоростьВнедрение (см)5(м/с)4Скорость паденияОбъект испытания3Усилие в пружине (кг)Поверхность2(мм)Высота сброса (м)1Показания датчика№ СбросаРезультаты испытаний третьей серии сброса антропоморфного макета ноги11193Таблица 23 – продолжение1218 0,4619 0,8220 0,8221 0,8222 1,2723 1,2724 1,2725 1,8426 1,8427 1,84282,5292,5302,53Сталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8ммСталь А3 8мм4567891011Модель ноги569,53-0,132,05Модель ноги13180,84-0,121,95,9Модель ноги12166,94-0,121,95,9Модель ноги12166,94-0,091,75,7Модель ноги19264,25-0,162,27,2Модель ноги20278,15-0,212,57,5Модель ноги19264,25-0,282,97,9Модель ноги27375,46-0,232,68,6Модель ноги25347,66-0,222,58,5Модель ноги27375,46-0,242,78,7Модель ноги37514,57-0,473,710,7Модель ноги32444,97-0,423,510,5Модель ноги32444,97-0,363,310,3194Таблица 23 – продолжение1231 0,4632 0,4633 0,8234 1,2735 1,8436 1,84372,5382,53Сталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногиммв ботинкеСталь А3 8 Модель ногимм39 0,46Песок40 0,82Песок41 1,27Песок42 1,84Песок43Песок2,54в ботинкеМодель ногив ботинкеМодель ногив ботинкеМодель ногив ботинкеМодель ногив ботинкеМодель ногив ботинке56789101119264,23-0,212,55,519264,23-0,242,75,723319,84-0,373,37,329403,25-0,564,0934472,76-0,704,510,534472,76-0,754,710,750695,27-0,875,01247653,57-0,945,312,320278,130,30,212,55,521292,040,40,282,96,928389,350,40,463,78,733458,860,40,694,510,545625,770,40,84,911,9195Выводы по главе 55.4.Ноги экипажа АБТ являются одной из самых уязвимых частей тела приподрыве под днищем мин и СВУ, что подтверждается статистикой (раздел 2.1).
Вкачестве критерия травмобезопасоности используется критерий пиковых осевыхусилий, возникающих в голени ноги антропоморфного манекена Гибрид 3. Прииспользовании стандартной ноги критическим значением является значение 5,4кН, измеренное в нижнем тензодатчике, при использовании «военной» ноги MilLx критическое значение – 2,6 кН, измеренное в верхнем тензодатчике.Альтернативным критерием является скорость соударения ноги с полом,предельно допустимое значение – 8 м/с. Ввиду повышенного травматизма,измерение критических значений желательно производить на полу возле рабочихмест всех членов экипажа.Таккактехническиеантропоморфныесредстваизмерения,манекены–требующиесложныеи дорогостоящиепостоянногообслуживания(тарировка как отдельно датчиков, так и частей манекена).
Использованиеманекенов является трудоемким процессом, связанным с предварительнойпроверкой всех каналов датчиков до испытания, использования специальногопрограммного обеспечения для измерения во время подрыва, а также обработкасигналов датчиков после испытания с выдачей результатов относительнотравмобезопасности транспортного средства. Ввиду вышесказанного требовалосьразработать простой и дешевый антропоморфный макет ноги, позволяющийпроизводить измерение осевого усилия в голени или скорости соударения ноги сконтактной поверхностью.Одним из проверенных критериев допустимой скорости удара ног опрепятствие является скорость приземления на аварийном парашюте – 8,5 м/с.Этот критерий был взят за основу при проектировке макета ноги.
Суть макетаноги заключается в том, чтобы подобрать профиль, который бы существеннодеформировался при скорости соударения равной 8,5 м/с.196На основе расчетов разработанной математической модели АМН былизготовлен макет ноги. Конструкция состоит из алюминиевой пластины, ккоторой на четырех болтах прикручен алюминиевый профиль с высверленнымиотверстиями, второй конец профиля прикручен также 4 болтами к грузу массой7,3 кг, что имитирует массу голени и половину массы бедра, в данном случаемассы соответствуют массам частей манекена Гибрид 3 (считается, чтораспределение массы бедра примерно одинаковое на сидение и пол). Образец былиспытан путем сбрасывания на специальном стенде с различными скоростями.Картина деформации практически полностью соответствовала расчетной.После прохождения лабораторных испытаний на сбрасывание макет ногибыл использован в натурных экспериментах по подрыву макета днищаавтомобиля.В дальнейшем было принято решение разработать макет ноги, со схожимиантропоморфными данными.
Для этого была разработана математическая модельАМН, после чего изготовлен натурный образец. АМН состоит из протеза стопы,трубки, пружины жесткостью 150 Н/мм, имитирующей жесткость голени, весовойцилиндр, имитирующий массу недостающую массу голени и половину массыбедра. Измерение перемещения осуществляется за счет специального датчика.Разработанныйантропоморфныймакетногиможетбытьиспользованмногократно после перезарядки датчика перемещения. Прежде чем проводитьиспытания подрывом антропоморфный макет ноги был испытан путемсбрасывания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
